നിരവധി സാധാരണ സെല്ലുലോസ് ഈഥറുകളുടെ ആമുഖം

മീഥൈൽസെല്ലുലോസ് (എംസി)

മീഥൈൽസെല്ലുലോസിന്റെ (MC) തന്മാത്രാ സൂത്രവാക്യം:

[C6H7O2(OH)3-h(OCH3)n\]x

ശുദ്ധീകരിച്ച പരുത്തി ആൽക്കലി ഉപയോഗിച്ച് സംസ്കരിച്ച്, മീഥൈൽ ക്ലോറൈഡ് ഈതറിഫിക്കേഷൻ ഏജന്റായി ഉപയോഗിച്ചതിന് ശേഷം, നിരവധി പ്രതിപ്രവർത്തനങ്ങളിലൂടെ സെല്ലുലോസ് ഈതർ നിർമ്മിക്കുക എന്നതാണ് ഉൽപാദന പ്രക്രിയ. സാധാരണയായി, പകരം വയ്ക്കലിന്റെ അളവ് 1.6~2.0 ആണ്, കൂടാതെ വ്യത്യസ്ത അളവിലുള്ള പകരം വയ്ക്കലിനൊപ്പം ലയിക്കുന്നതും വ്യത്യസ്തമായിരിക്കും. ഇത് നോൺ-അയോണിക് സെല്ലുലോസ് ഈതറിൽ പെടുന്നു.

മീഥൈൽസെല്ലുലോസ് തണുത്ത വെള്ളത്തിൽ ലയിക്കുന്നതാണ്, ചൂടുവെള്ളത്തിൽ ലയിക്കാൻ പ്രയാസമായിരിക്കും. ഇതിന്റെ ജലീയ ലായനി pH=3~12 പരിധിയിൽ വളരെ സ്ഥിരതയുള്ളതാണ്.

ഇതിന് അന്നജം, ഗ്വാർ ഗം മുതലായവയുമായും നിരവധി സർഫാക്റ്റന്റുകളുമായും നല്ല പൊരുത്തമുണ്ട്. താപനില ജെലേഷൻ താപനിലയിലെത്തുമ്പോൾ ജെലേഷൻ സംഭവിക്കുന്നു.

മീഥൈൽസെല്ലുലോസിന്റെ ജല നിലനിർത്തൽ അതിന്റെ കൂട്ടിച്ചേർക്കലിന്റെ അളവ്, വിസ്കോസിറ്റി, കണികകളുടെ സൂക്ഷ്മത, ലയന നിരക്ക് എന്നിവയെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു.

സാധാരണയായി, കൂട്ടിച്ചേർക്കലിന്റെ അളവ് കൂടുതലാണെങ്കിൽ, സൂക്ഷ്മത കുറവാണെങ്കിൽ, വിസ്കോസിറ്റി കൂടുതലാണെങ്കിൽ, ജല നിലനിർത്തൽ നിരക്ക് കൂടുതലാണ്. അവയിൽ, കൂട്ടിച്ചേർക്കലിന്റെ അളവ് ജല നിലനിർത്തൽ നിരക്കിൽ ഏറ്റവും വലിയ സ്വാധീനം ചെലുത്തുന്നു, കൂടാതെ വിസ്കോസിറ്റിയുടെ അളവ് ജല നിലനിർത്തൽ നിരക്കിന്റെ നിലവാരത്തിന് നേരിട്ട് ആനുപാതികമല്ല. പിരിച്ചുവിടൽ നിരക്ക് പ്രധാനമായും സെല്ലുലോസ് കണങ്ങളുടെ ഉപരിതല പരിഷ്കരണത്തിന്റെ അളവിനെയും കണിക സൂക്ഷ്മതയെയും ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു.

മുകളിൽ പറഞ്ഞ സെല്ലുലോസ് ഈഥറുകളിൽ, മീഥൈൽ സെല്ലുലോസ്, ഹൈഡ്രോക്സിപ്രോപൈൽ മീഥൈൽ സെല്ലുലോസ് എന്നിവയ്ക്ക് ഉയർന്ന ജല നിലനിർത്തൽ നിരക്ക് ഉണ്ട്.

കാർബോക്സിമീഥൈൽ സെല്ലുലോസ് (CMC)

സോഡിയം കാർബോക്സിമീഥൈൽ സെല്ലുലോസ് എന്നും അറിയപ്പെടുന്ന കാർബോക്സിമീഥൈൽ സെല്ലുലോസ്, സാധാരണയായി സെല്ലുലോസ്, സിഎംസി, മുതലായവ എന്നും അറിയപ്പെടുന്നു, ഇത് ഒരു അയോണിക് ലീനിയർ പോളിമറാണ്, സെല്ലുലോസ് കാർബോക്സിലേറ്റിന്റെ ഒരു സോഡിയം ഉപ്പ് ആണ്, ഇത് പുനരുപയോഗിക്കാവുന്നതും അക്ഷയവുമാണ്. രാസ അസംസ്കൃത വസ്തുക്കൾ.

ഇത് പ്രധാനമായും ഡിറ്റർജന്റ് വ്യവസായം, ഭക്ഷ്യ വ്യവസായം, എണ്ണപ്പാടം ഡ്രില്ലിംഗ് ദ്രാവകം എന്നിവയിലാണ് ഉപയോഗിക്കുന്നത്, കൂടാതെ സൗന്ദര്യവർദ്ധക വസ്തുക്കളിൽ ഉപയോഗിക്കുന്ന അളവ് ഏകദേശം 1% മാത്രമാണ്.

ആൽക്കലി ചികിത്സയ്ക്ക് ശേഷം, സോഡിയം മോണോക്ലോറോഅസെറ്റേറ്റ് ഈതറിഫിക്കേഷൻ ഏജന്റായി ഉപയോഗിച്ച്, നിരവധി പ്രതിപ്രവർത്തന ചികിത്സകൾക്ക് വിധേയമാക്കി, പ്രകൃതിദത്ത നാരുകളിൽ (പരുത്തി മുതലായവ) നിന്നാണ് അയോണിക് സെല്ലുലോസ് ഈതർ നിർമ്മിക്കുന്നത്.

സബ്സ്റ്റിറ്റ്യൂഷന്റെ അളവ് സാധാരണയായി 0.4~1.4 ആണ്, കൂടാതെ അതിന്റെ പ്രകടനത്തെ സബ്സ്റ്റിറ്റ്യൂഷന്റെ അളവ് വളരെയധികം ബാധിക്കുന്നു.

സിഎംസിക്ക് മികച്ച ബൈൻഡിംഗ് കഴിവുണ്ട്, കൂടാതെ അതിന്റെ ജലീയ ലായനിക്ക് നല്ല സസ്പെൻഡിംഗ് കഴിവുമുണ്ട്, പക്ഷേ യഥാർത്ഥ പ്ലാസ്റ്റിക് രൂപഭേദം മൂല്യമില്ല.

സിഎംസി ലയിക്കുമ്പോൾ, യഥാർത്ഥത്തിൽ ഡീപോളിമറൈസേഷൻ സംഭവിക്കുന്നു. ഡീസോല്യൂഷൻ സമയത്ത് വിസ്കോസിറ്റി ഉയരാൻ തുടങ്ങുകയും, പരമാവധി ഒരു പരിധി കടന്ന്, പിന്നീട് ഒരു പീഠഭൂമിയിലേക്ക് താഴുകയും ചെയ്യുന്നു. തത്ഫലമായുണ്ടാകുന്ന വിസ്കോസിറ്റി ഡീപോളിമറൈസേഷനുമായി ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു.

ഡീപോളിമറൈസേഷന്റെ അളവ് ഫോർമുലേഷനിലെ മോശം ലായകത്തിന്റെ (ജലം) അളവുമായി അടുത്ത ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു. ഗ്ലിസറിനും വെള്ളവും അടങ്ങിയ ടൂത്ത് പേസ്റ്റ് പോലുള്ള മോശം ലായക സംവിധാനത്തിൽ, CMC പൂർണ്ണമായും ഡീപോളിമറൈസേഷൻ ചെയ്യില്ല, കൂടാതെ ഒരു സന്തുലിതാവസ്ഥയിലെത്തും.

ഒരു നിശ്ചിത ജല സാന്ദ്രതയുടെ കാര്യത്തിൽ, കുറഞ്ഞ സബ്സ്റ്റിറ്റ്യൂഡ് സിഎംസിയെ അപേക്ഷിച്ച് കൂടുതൽ ഹൈഡ്രോഫിലിക് ഹൈലി സബ്സ്റ്റിറ്റ്യൂഡ് സിഎംസിയെ ഡീപോളിമറൈസ് ചെയ്യാൻ എളുപ്പമാണ്.

ഹൈഡ്രോക്സിതൈൽ സെല്ലുലോസ് (HEC)

ശുദ്ധീകരിച്ച പരുത്തിയെ ആൽക്കലി ഉപയോഗിച്ച് സംസ്കരിച്ച്, അസെറ്റോണിന്റെ സാന്നിധ്യത്തിൽ എഥറിഫിക്കേഷൻ ഏജന്റായി എഥിലീൻ ഓക്സൈഡുമായി പ്രതിപ്രവർത്തിച്ചാണ് HEC നിർമ്മിക്കുന്നത്. പകരക്കാരന്റെ അളവ് സാധാരണയായി 1.5~2.0 ആണ്. ഇതിന് ശക്തമായ ഹൈഡ്രോഫിലിസിറ്റി ഉണ്ട്, ഈർപ്പം ആഗിരണം ചെയ്യാൻ എളുപ്പമാണ്.

ഹൈഡ്രോക്സിതൈൽ സെല്ലുലോസ് തണുത്ത വെള്ളത്തിൽ ലയിക്കുന്നതാണ്, പക്ഷേ ചൂടുവെള്ളത്തിൽ ലയിക്കാൻ പ്രയാസമാണ്. ഉയർന്ന താപനിലയിൽ ജെല്ലിംഗ് ഇല്ലാതെ ഇതിന്റെ ലായനി സ്ഥിരതയുള്ളതാണ്.

ഇത് സാധാരണ ആസിഡുകളോടും ബേസുകളോടും സ്ഥിരതയുള്ളതാണ്. ക്ഷാരങ്ങൾക്ക് അതിന്റെ ലയനം ത്വരിതപ്പെടുത്താനും അതിന്റെ വിസ്കോസിറ്റി ചെറുതായി വർദ്ധിപ്പിക്കാനും കഴിയും. വെള്ളത്തിൽ അതിന്റെ വിതരണക്ഷമത മീഥൈൽ സെല്ലുലോസ്, ഹൈഡ്രോക്സിപ്രൊപൈൽ മീഥൈൽ സെല്ലുലോസ് എന്നിവയേക്കാൾ അല്പം മോശമാണ്.

ഹൈഡ്രോക്സിപ്രോപൈൽ മീഥൈൽ സെല്ലുലോസ് (HPMC)

HPMC യുടെ തന്മാത്രാ സൂത്രവാക്യം:

\[C6H7O2(OH)3-mn(OCH3)m,OCH2CH(OH)CH3\]n\]x

ഹൈഡ്രോക്സിപ്രോപൈൽ മീഥൈൽസെല്ലുലോസ് ഒരു സെല്ലുലോസ് ഇനമാണ്, അതിന്റെ ഉൽപ്പാദനവും ഉപഭോഗവും അതിവേഗം വർദ്ധിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുന്നു.

പ്രൊപിലീൻ ഓക്സൈഡും മീഥൈൽ ക്ലോറൈഡും ഈഥറിഫിക്കേഷൻ ഏജന്റായി ഉപയോഗിച്ച്, പ്രതിപ്രവർത്തനങ്ങളുടെ ഒരു പരമ്പരയിലൂടെ, ക്ഷാരവൽക്കരണത്തിന് ശേഷം ശുദ്ധീകരിച്ച പരുത്തിയിൽ നിന്ന് നിർമ്മിച്ച ഒരു നോൺ-അയോണിക് സെല്ലുലോസ് മിക്സഡ് ഈതറാണിത്. പകരം വയ്ക്കലിന്റെ അളവ് സാധാരണയായി 1.2~2.0 ആണ്.

മെത്തോക്‌സിൽ ഉള്ളടക്കത്തിന്റെയും ഹൈഡ്രോക്‌സിപ്രൊപൈൽ ഉള്ളടക്കത്തിന്റെയും വ്യത്യസ്ത അനുപാതങ്ങൾ കാരണം ഇതിന്റെ ഗുണങ്ങൾ വ്യത്യസ്തമാണ്.

ഹൈഡ്രോക്സിപ്രോപൈൽ മീഥൈൽസെല്ലുലോസ് തണുത്ത വെള്ളത്തിൽ എളുപ്പത്തിൽ ലയിക്കും, പക്ഷേ ചൂടുവെള്ളത്തിൽ ലയിക്കുന്നതിൽ ബുദ്ധിമുട്ട് നേരിടേണ്ടിവരും. എന്നാൽ ചൂടുവെള്ളത്തിലെ അതിന്റെ ജെലേഷൻ താപനില മീഥൈൽ സെല്ലുലോസിനേക്കാൾ വളരെ കൂടുതലാണ്. മീഥൈൽ സെല്ലുലോസുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ തണുത്ത വെള്ളത്തിലെ ലയിക്കുന്നതും വളരെയധികം മെച്ചപ്പെട്ടിട്ടുണ്ട്.

ഹൈഡ്രോക്സിപ്രോപൈൽ മീഥൈൽസെല്ലുലോസിന്റെ വിസ്കോസിറ്റി അതിന്റെ തന്മാത്രാ ഭാരവുമായി ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു, തന്മാത്രാ ഭാരം കൂടുന്നതിനനുസരിച്ച് വിസ്കോസിറ്റിയും വർദ്ധിക്കുന്നു. താപനിലയും അതിന്റെ വിസ്കോസിറ്റിയെ ബാധിക്കുന്നു, താപനില വർദ്ധിക്കുന്നതിനനുസരിച്ച് വിസ്കോസിറ്റി കുറയുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, അതിന്റെ ഉയർന്ന വിസ്കോസിറ്റിക്ക് മീഥൈൽ സെല്ലുലോസിനേക്കാൾ കുറഞ്ഞ താപനില ഫലമുണ്ട്. മുറിയിലെ താപനിലയിൽ സൂക്ഷിക്കുമ്പോൾ അതിന്റെ ലായനി സ്ഥിരതയുള്ളതാണ്.

ഹൈഡ്രോക്സിപ്രോപൈൽ മീഥൈൽസെല്ലുലോസിന്റെ ജല നിലനിർത്തൽ അതിന്റെ സങ്കലന അളവ്, വിസ്കോസിറ്റി മുതലായവയെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു, കൂടാതെ അതേ സങ്കലന അളവിൽ അതിന്റെ ജല നിലനിർത്തൽ നിരക്ക് മീഥൈൽ സെല്ലുലോസിനേക്കാൾ കൂടുതലാണ്.

ഹൈഡ്രോക്സിപ്രോപൈൽ മീഥൈൽസെല്ലുലോസ് ആസിഡിനും ആൽക്കലിക്കും സ്ഥിരതയുള്ളതാണ്, കൂടാതെ അതിന്റെ ജലീയ ലായനി pH=2~12 പരിധിയിൽ വളരെ സ്ഥിരതയുള്ളതാണ്. കാസ്റ്റിക് സോഡയും നാരങ്ങാവെള്ളവും അതിന്റെ പ്രകടനത്തിൽ കാര്യമായ സ്വാധീനം ചെലുത്തുന്നില്ല, പക്ഷേ ആൽക്കലി അതിന്റെ പിരിച്ചുവിടൽ വേഗത്തിലാക്കാനും അതിന്റെ വിസ്കോസിറ്റി വർദ്ധിപ്പിക്കാനും കഴിയും.

ഹൈഡ്രോക്സിപ്രോപൈൽ മെഥൈൽസെല്ലുലോസ് സാധാരണ ലവണങ്ങളോട് സ്ഥിരതയുള്ളതാണ്, എന്നാൽ ഉപ്പ് ലായനിയുടെ സാന്ദ്രത കൂടുതലായിരിക്കുമ്പോൾ, ഹൈഡ്രോക്സിപ്രോപൈൽ മെഥൈൽസെല്ലുലോസ് ലായനിയുടെ വിസ്കോസിറ്റി വർദ്ധിക്കുന്നു.

ഹൈഡ്രോക്സിപ്രോപൈൽ മെഥൈൽസെല്ലുലോസ് വെള്ളത്തിൽ ലയിക്കുന്ന പോളിമർ സംയുക്തങ്ങളുമായി കലർത്തി ഒരു ഏകീകൃതവും ഉയർന്ന വിസ്കോസിറ്റി ലായനിയും ഉണ്ടാക്കാം. പോളി വിനൈൽ ആൽക്കഹോൾ, സ്റ്റാർച്ച് ഈതർ, വെജിറ്റബിൾ ഗം മുതലായവ.

മെഥൈൽസെല്ലുലോസിനേക്കാൾ മികച്ച എൻസൈം പ്രതിരോധശേഷി ഹൈഡ്രോക്സിപ്രോപൈൽ മെഥൈൽസെല്ലുലോസിനുണ്ട്, കൂടാതെ അതിന്റെ ലായനി മെഥൈൽസെല്ലുലോസിനേക്കാൾ എൻസൈമാറ്റിക് ആയി വിഘടിപ്പിക്കപ്പെടാനുള്ള സാധ്യത കുറവാണ്.